pH dan pengukuran kimia sepanjang siklus: sampel, alkalinitas, kesadahan, dan residu

Modul praktik laundry menetapkan target pH untuk setiap tahap, lalu menutupnya dengan satu kalimat kerja: verifikasi dilakukan dengan mengambil sampel air saat pembuangan di akhir setiap tahap kunci, terutama cuci utama dan bilas akhir, diukur dengan pH meter atau strip, dicatat, dan dosis dikoreksi bila hasil di luar target. Kalimat itu benar, tetapi setiap katanya menyimpan pertanyaan teknis: sampel diambil kapan tepatnya, diukur pada suhu berapa, dengan alat yang dikalibrasi bagaimana, dan kapan hasil di luar target berarti dosis salah.

Bab ini ada karena bab-bab sebelumnya menetapkan kondisi kerja, dan kondisi itu tidak berarti apa-apa bila tidak dapat dibuktikan. Bedanya dengan Bab 8 · Kimia: bab itu menjelaskan apa itu pH dan konsentrasi; bab ini menjelaskan bagaimana mengukurnya di laundry dan bagaimana membaca angkanya tanpa salah simpul. Bedanya dengan bab konsistensi operasi nanti: bab ini membahas satu kali pengukuran yang benar, sedangkan bab itu membahas deret pengukuran dan pengendaliannya.

Batas pembahasan dan kondisi berhenti

Bab ini membahas pengukuran yang dapat dilakukan di laundry: pH, alkalinitas, kesadahan, klorin aktif, dan residu pada linen. Analisis laboratorium lanjutan disebut sebagai rujukan saja. Angka pada contoh kerja adalah nilai ilustrasi.

Pengambilan sampel air proses membawa bahaya panas dan kimia. Air cuci utama dapat bersuhu di atas 70 °C dan bersifat basa kuat. Sampel diambil hanya dari titik pengambilan atau aliran buang yang ditetapkan manual mesin, tidak dengan membuka pintu mesin atau menjangkau ke dalam drum yang dapat berputar. Gunakan sarung tangan tahan panas dan tahan kimia, kacamata pelindung kimia, dan pelindung wajah untuk air basa di atas 70 °C. Wadah sampel harus tahan panas dan tidak diisi sampai penuh. Tempat cuci mata harus tersedia; bila larutan basa terpercik ke mata, bilas dengan air mengalir sekurang-kurangnya 15 menit dan cari pertolongan medis. Pereaksi titrasi dan pengujian adalah bahan kimia yang ditangani menurut lembar data keselamatan (safety data sheet, SDS) masing-masing. Hentikan pengambilan sampel bila titik pengambilan mengharuskan pekerja berada di dekat bagian mesin yang bergerak, bila air buang menyembur, atau bila tercium bau klorin.

Target per tahap dan batas penerapannya

Tabel berikut merangkum target pH yang dipakai rak ini. Target cuci utama pH 11–12 adalah keputusan rak; angka tahap lain adalah acuan modul praktik.

Target pH 11–12 tidak berlaku untuk semua beban. Bab tekstil menetapkan bahwa linen berwarna, wol, dan sutra punya batas sendiri; bab enzim menunjukkan bahwa enzim hanya dapat bekerja pada pH itu bila jenisnya memang dirancang untuk suasana sangat basa; dan bab oksidator menunjukkan bahwa pemutih bekerja pada kondisinya sendiri. Karena itu, target per tahap selalu dibaca bersama kategori linen di bab sortir dan program.

Perbedaan antara pH cuci utama 11–12 dan pH pemutih oksigen 9,5–10,5 juga bukan kontradiksi. Bila pemutih diberikan di tahap terpisah, pH-nya diatur tersendiri. Bila diberikan di akhir cuci utama, pH larutan dapat turun karena alkali terpakai kotoran dan karena hidrogen peroksida sendiri mengikat alkali. Besar penurunannya tidak dapat diandaikan: beban yang kotornya ringan dapat tetap di pH 11–12. Karena itu, pH diukur pada saat pemutih bekerja, bukan hanya pada awal tahap.

Pengambilan sampel

Sampel yang baik menjawab satu pertanyaan tertentu. Bila pertanyaannya "apakah cuci utama mencapai pH target", sampel diambil di tengah atau menjelang akhir tahap, setelah bahan kimia tercampur merata. Bila pertanyaannya "apakah cadangan alkali cukup sampai akhir", sampel diambil di awal dan di akhir tahap. Modul praktik memilih titik pembuangan di akhir tahap; titik ini praktis dan mewakili kondisi akhir, tetapi tidak menunjukkan pH saat bahan kimia pertama kali bekerja.

Wadah sampel harus bersih, dibilas dengan air sampel lebih dahulu, dan diberi label tahap, jam, dan mesin. Untuk pengukuran bilas akhir, wadah tidak boleh pernah dipakai untuk penetral pekat, karena sisa asam sedikit saja mengubah hasil. Larutan basa menyerap karbon dioksida dari udara sehingga pH-nya turun perlahan; pernyataan ini berasal dari kimia umum dan dicatat di peta sumber. Karena itu, sampel didinginkan dalam wadah tertutup, misalnya dengan merendam wadah dalam air, lalu diukur segera setelah dingin.

Suhu dan pembacaan pH

Suhu mengubah pH larutan basa walaupun jumlah basanya tetap. Penyebabnya adalah hasil kali ion air ($K_w$), yang naik ketika suhu naik. Nilai $\text{p}K_w$ sekitar 13,99 pada 25 °C, 13,26 pada 50 °C, dan 12,70 pada 75 °C. Akibatnya, pH netral juga turun di bawah 7 pada suhu tinggi, dan larutan dengan konsentrasi ion hidroksida yang sama menunjukkan pH yang lebih rendah bila diukur panas.

Pada larutan yang alkalinya terutama natrium hidroksida, efek ini besar. Pada larutan yang disangga karbonat atau silikat, perubahan pH terhadap suhu mengikuti perubahan $\text{p}K_a$ penyangga dan umumnya jauh lebih kecil. Kompensasi suhu otomatis pada pH meter tidak menghapus efek ini. Kompensasi itu mengoreksi respons elektrode, yang kemiringannya berubah terhadap suhu, bukan perubahan kimia larutan itu sendiri. Karena itu, target pH di rak ini dibaca sebagai pH sampel yang didinginkan ke sekitar 25 °C, dan suhu sampel dicatat bersama hasilnya. Contoh kerja kedua memperlihatkan besar kesalahannya.

pH meter: kalibrasi dan perawatan

pH meter mengukur beda potensial antara elektrode kaca dan elektrode rujukan. Pada 25 °C, kemiringan teoretisnya sekitar 59,16 mV per satuan pH. Kalibrasi menetapkan dua hal: titik nol, yaitu pembacaan pada larutan penyangga pH 7, dan kemiringan, yaitu perubahan tegangan per satuan pH. Sebagai contoh, satu pabrikan alat menganggap kemiringan −60,5 sampai −58,0 mV/pH dan titik nol −15 sampai +15 mV sebagai kondisi baik untuk alatnya.

Aturan kerja yang mengikuti dari prinsip ini:

1. Pilih penyangga yang mengapit sampel. Untuk cuci utama dan pemutihan, kalibrasi dengan penyangga pH 7 dan 10, dan bila tersedia periksa dengan penyangga pH 12; tanpa penyangga di atas pH 10, pembacaan sampel pH 11–12 adalah ekstrapolasi. Untuk bilas akhir, kalibrasi dengan pH 4 dan 7. Nilai penyangga berubah terhadap suhu, terutama penyangga pH 10, sehingga dipakai nilai dari tabel suhu pada botolnya. Penyangga pH 10 juga menyerap karbon dioksida, sehingga botol ditutup rapat dan penyangga yang sudah dituang tidak dikembalikan.
2. Catat kemiringan dan titik nol setiap kalibrasi. Elektrode yang menua memperlihatkan kemiringan yang makin kecil, titik nol yang makin bergeser, dan waktu stabil yang makin lama; gabungan tanda-tanda ini lebih bermakna daripada satu angka.
3. Bilas elektrode di antara sampel dengan air bersih, dan simpan menurut petunjuk pabrikan, umumnya dalam larutan penyimpan, bukan dalam air suling atau kering.
4. Waspadai pH sangat tinggi. Pada pH di atas sekitar 12 dengan kadar ion natrium tinggi, sebagian elektrode kaca membaca terlalu rendah karena gangguan ion natrium. Besarnya bergantung pada kadar natrium dan jenis kaca elektrode; spesifikasi elektrode menentukan batasnya. Pernyataan ini berasal dari pengetahuan umum pengukuran pH dan dicatat di peta sumber.

Hasil kalibrasi diperlakukan seperti kalibrasi alat lain di Bab 1 · Data & Pengukuran: ada catatan, ada batas terima, dan ada tindakan bila batas dilampaui.

Kertas indikator dan strip

Kertas indikator dan strip pH murah dan cepat, tetapi resolusinya kasar, umumnya dalam langkah setengah sampai satu satuan pH, dan pembacaan warnanya dipengaruhi cahaya, sampel yang keruh, dan pemutih yang dapat memudarkan warna indikator. Strip cukup untuk memeriksa apakah pH berada di daerah yang benar, misalnya membedakan pH 11 dari pH 8, atau memastikan isi jalur dispenser benar seperti di bab dispenser. Strip tidak cukup untuk memutuskan koreksi dosis kecil. Pernyataan tentang resolusi ini berasal dari pengetahuan umum dan dicatat di peta sumber.

Titrasi alkalinitas

Bab kimia pembersih menunjukkan bahwa pH dan cadangan alkalinitas adalah dua besaran yang berbeda. Cadangan itu diukur dengan titrasi asam. Alkalinitas P (fenolftalein) ditentukan dengan titrasi sampai titik akhir pH 8,3, dan alkalinitas M atau total (metil jingga) sampai titik akhir pH 4,5; keduanya dilaporkan dalam mg/L setara CaCO₃.

Dari kedua angka itu dapat diperkirakan jenis alkalinya. Bila alkalinitas terutama berasal dari karbonat dan bikarbonat dan $P < M/2$, karbonat sama dengan $2P$ dan bikarbonat sama dengan $M - 2P$. Larutan cuci utama biasanya mengandung natrium hidroksida, sehingga $P > M/2$. Untuk keadaan itu, hubungan baku yang dipakai adalah hidroksida sama dengan $2P - M$ dan karbonat sama dengan $2(M - P)$; hubungan ini dicatat di peta sumber.

Pembagian ini adalah pendekatan stoikiometri yang menganggap alkalinitas hanya berasal dari hidroksida, karbonat, dan bikarbonat. Deterjen laundry juga mengandung silikat, fosfat, sitrat, atau pengkelat lain yang ikut bereaksi dengan asam dan menggeser hasil. Karena itu, hasilnya dibaca sebagai alkalinitas setara hidroksida dan setara karbonat, dan paling berguna untuk membandingkan sampel dari formula yang sama, misalnya awal dan akhir tahap. Contoh kerja ketiga memperlihatkan pemakaiannya.

Alkalinitas total larutan cuci utama dapat mencapai ribuan mg/L CaCO₃. Normalitas asam dan volume sampel dipilih agar volume titran tetap dalam kapasitas buret, misalnya asam 0,1 N atau sampel yang lebih kecil. Titik akhir dapat dibaca dengan pH meter pada pH 8,3 dan 4,5 sebagai pengganti indikator; cara ini juga menghindari fenolftalein, yang di Uni Eropa diklasifikasikan sebagai karsinogen kategori 1B.

Titrasi ini menjawab pertanyaan yang tidak dapat dijawab pH meter: apakah pH yang turun di tengah tahap disebabkan cadangan yang habis, dan apakah formula mengandalkan hidroksida atau karbonat.

Kesadahan dan klorin aktif

Kesadahan diukur dengan titrasi EDTA seperti dibahas di bab air. Di laundry, titik ukurnya adalah air baku, keluaran pelunak air, dan air masuk mesin. Kesadahan keluaran pelunak air yang mulai naik adalah indikator langsung bahwa resin jenuh atau regenerasi gagal. Titrasi ini memakai penyangga amonia yang uapnya mengiritasi; pekerjaan dilakukan di tempat berventilasi, dan sampel yang mengandung klorin tidak dipakai karena amonia dengan klorin membentuk kloramin.

Klorin aktif diukur dengan kertas uji atau titrasi. Titrasi iodometri mengasamkan sampel; pada sampel pekat, pengasaman melepaskan gas klorin, sehingga yang dititrasi hanya sampel larutan cuci yang encer, dalam jumlah kecil, di tempat berventilasi, dan larutan produk pekat tidak pernah diasamkan. Pengukuran ini dipakai untuk dua pertanyaan: apakah dosis klorin di tahap pemutihan sesuai target, dan apakah klorin sudah terbilas sebelum penetral masuk. Pertanyaan kedua berkaitan langsung dengan keselamatan, seperti dibahas di bab oksidator.

Residu pada linen

Air buang bilas akhir mencerminkan larutan, bukan kain. Untuk menilai residu pada kain, ada tiga cara dengan tingkat ketelitian berbeda.

pH ekstrak kain. Standar ISO 3071:2020 menetapkan pengukuran pH ekstrak air dari tekstil secara elektrometrik pada suhu ruang dengan elektrode kaca. Dua spesimen masing-masing (2,00 ± 0,05) g diekstrak dalam 100 mL larutan kalium klorida 0,1 mol/L selama 2 jam ± 5 menit. Cara ini dipakai bila hasilnya perlu dapat dibandingkan, misalnya untuk keluhan iritasi kulit.

Pemeriksaan cepat. Strip pH yang ditempelkan pada kain basah atau ekstrak singkat dalam air memberi arah, tetapi tidak setara dengan metode baku. Hasilnya dipakai untuk memutuskan apakah pemeriksaan baku diperlukan.

Daya serap. Uji tetes, misalnya menurut metode AATCC 79, mengukur waktu sampai tetesan air diserap kain. Daya serap yang turun pada handuk dapat berasal dari residu pelembut, sisa minyak, finishing silikon dari pabrik, atau pengeringan berlebih, seperti dibahas di bab oksidator, bab kotoran dan noda, dan bab pengeringan. Rincian metode ini dicatat di peta sumber.

Membaca hasil

Tiga pola paling sering muncul, dan masing-masing punya pemeriksaan pertama yang berbeda.

pH cuci utama turun jauh di tengah tahap. Pertama, pastikan kedua sampel diukur pada suhu yang sama. Bila penurunannya nyata, titrasi alkalinitas di awal dan akhir tahap membedakan cadangan yang habis karena kotoran asam dari dosis awal yang kurang.

pH bilas akhir terlalu tinggi. Periksa berturut-turut: apakah penetral benar-benar keluar dari dispenser pada tahap itu, apakah bilasan sebelumnya cukup dan peras antara berjalan, dan apakah alkali cuci utama berlebih. Menambah penetral sebelum pemeriksaan ini hanya menutupi sebab.

pH bilas akhir terlalu rendah. Periksa dosis penetral dan kalibrasi pompanya. Sisa asam yang memekat saat pengeringan atau penyetrikaan dapat melemahkan serat, seperti dibahas di bab oksidator.

Aturan umumnya sama dengan bab lima faktor: pastikan pengukuran dan pelaksanaan benar sebelum mengubah formula. Koreksi dosis berdasarkan satu sampel tunggal yang diukur panas adalah sumber kesalahan yang paling mudah dihindari.

Contoh kerja: menilai kemiringan elektrode

pH meter dikalibrasi dengan penyangga pH 7 dan pH 10. Pada penyangga pH 7, alat membaca +3 mV; pada penyangga pH 10, −171 mV. Suhu penyangga 25 °C.

Kemiringannya:

$$s = \frac{E_{10} - E_{7}}{10 - 7} = \frac{-171 - 3}{3} = -58{,}0\ \text{mV/pH}$$

Dibanding kemiringan teoretis 59,16 mV/pH, kemiringan ini $58{,}0/59{,}16 \approx 98\%$. Titik nol +3 mV. Keduanya masih berada di dalam contoh batas baik dari pabrikan yang dirujuk, tetapi kemiringan tepat di tepi bawah batas itu, sehingga elektrode layak dipakai dengan pemantauan. Bila beberapa bulan kemudian kemiringan turun ke 54 mV/pH, atau sekitar 91%, dan titik nol bergeser ke +25 mV, elektrode dibersihkan dan dikalibrasi ulang, lalu diganti bila tidak pulih. Hasil pengukuran sejak kalibrasi terakhir yang baik perlu ditinjau.

Contoh kerja: sampel panas dan sampel dingin

Larutan cuci utama berisi natrium hidroksida dengan konsentrasi ion hidroksida 0,010 mol/L. Pada 25 °C, pOH sama dengan 2 dan pH $= 13{,}99 - 2 \approx 12{,}0$. Bila larutan yang sama diukur pada 50 °C, dengan $\text{p}K_w$ sekitar 13,26 dan konsentrasi hidroksida yang dianggap tetap:

$$\text{pH}_{50} \approx 13{,}26 - 2 = 11{,}26$$

Operator yang membaca 11,3 dari sampel panas dapat menyimpulkan dosis alkali kurang dan menaikkannya, padahal larutan yang sama terbaca 12,0 setelah didinginkan. Perhitungan ini mengabaikan koefisien aktivitas, sehingga angka nyatanya dapat sedikit berbeda. Besar pergeseran ini berlaku untuk larutan yang alkalinya didominasi natrium hidroksida. Pada larutan yang disangga karbonat, pergeserannya mengikuti $\text{p}K_a$ karbonat dan jauh lebih kecil, sekitar 0,1–0,2 satuan antara 25 °C dan 50 °C. Pada kedua keadaan, suhu sampel tetap dicatat dan target dibandingkan dengan sampel dingin.

Contoh kerja: membaca titrasi alkalinitas

Sampel 50 mL larutan cuci utama dititrasi dengan asam sulfat 0,02 N. Sampai titik akhir pH 8,3 diperlukan 6,0 mL, dan sampai pH 4,5 total 7,0 mL. Alkalinitas dalam mg/L CaCO₃ dihitung dengan:

$$A = \frac{V_{\text{asam}} \times N \times 50.000}{V_{\text{sampel}}}$$

sehingga $P = 6{,}0 \times 0{,}02 \times 50.000/50 = 120$ mg/L dan $M = 7{,}0 \times 0{,}02 \times 50.000/50 = 140$ mg/L. Karena $P > M/2$, hidroksida $= 2P - M = 100$ mg/L dan karbonat $= 2(M - P) = 40$ mg/L setara CaCO₃, tanpa bikarbonat.

Hasil ini berarti sebagian besar alkalinitas larutan setara dengan hidroksida, dengan catatan pendekatan di atas. Bila sampel akhir tahap menunjukkan hidroksida hampir habis sementara karbonat masih ada, hidroksida telah terpakai. Penyebabnya dapat kotoran asam, penyabunan lemak, peroksida bila pemutih oksigen sudah masuk, atau penyerapan karbon dioksida yang mengubah hidroksida menjadi karbonat. Perbandingan dengan beban yang lebih ringan dan sampel tertutup membedakan penyebab ini. Informasi ini tidak dapat diperoleh dari pH meter saja.

Contoh kerja lapangan

Contoh di bawah memakai rumus dan aturan bab ini; angka keadaan yang bukan dari sumber ditandai angka latihan, dan hitungannya dicatat di peta sumber pengembangan. Sampel diambil dari titik yang ditetapkan manual mesin dengan APD seperti di bagian batas pembahasan, dan pereaksi ditangani menurut SDS masing-masing.

Contoh 1: kalibrasi untuk bilas akhir di laundry rumah sakit. Laundry sebuah rumah sakit akan memeriksa pH bilas akhir linen pasien. Mengikuti aturan kerja pertama, pH meter dikalibrasi dengan penyangga pH 4 dan 7, karena sampel bilas akhir berada di daerah asam sampai netral. Pada 25 °C alat membaca −4 mV pada penyangga pH 7 dan +172 mV pada penyangga pH 4 (angka latihan).

$$s = \frac{E_{7} - E_{4}}{7 - 4} = \frac{-4 - 172}{3} \approx -58{,}7\ \text{mV/pH}$$

Kemiringan ini sekitar 99% dari 59,16 mV/pH, dan titik nolnya −4 mV. Keduanya berada di dalam contoh batas baik dari pabrikan yang dirujuk, sehingga alat dipakai, dan kedua angka dicatat di log kalibrasi sebagai pembanding kalibrasi berikutnya.

Contoh 2: cadangan alkali cuci utama linen restoran hotel. Linen restoran sebuah hotel sering keluar dengan sisa minyak. Alkalinitas total cuci utama diperkirakan 3.000 mg/L CaCO₃ (angka latihan). Dengan asam 0,02 N dan sampel 50 mL seperti contoh kerja ketiga, titran yang diperlukan

$$V_{\text{asam}} = \frac{A \times V_{\text{sampel}}}{N \times 50.000} = \frac{3.000 \times 50}{0{,}02 \times 50.000} = 150\ \text{mL}$$

melebihi buret 50 mL (angka latihan), sehingga dipakai asam sulfat 0,1 N dan sampel 25 mL. Sampel awal tahap memerlukan 12,0 mL sampai pH 8,3 dan 15,0 mL sampai pH 4,5, sehingga $P = 2.400$ dan $M = 3.000$ mg/L: hidroksida 1.800 dan karbonat 1.200 mg/L. Sampel akhir tahap memerlukan 5,0 mL dan 12,0 mL (angka latihan), sehingga $P = 1.000$ dan $M = 2.400$ mg/L. Karena $P < M/2$, isinya karbonat 2.000 dan bikarbonat 400 mg/L, tanpa hidroksida. Dosis awal cukup membangun hidroksida, tetapi hidroksida habis sebelum tahap berakhir. Yang diperiksa lebih dahulu adalah derajat kotor beban dan pilihan program, dengan pembanding beban yang lebih ringan, bukan langsung menaikkan dosis.

Contoh 3: pH ekstrak handuk setelah keluhan tamu hotel. Tamu hotel mengeluhkan gatal, dan strip pada handuk basah menunjukkan arah basa, sehingga dilakukan pengukuran pH ekstrak menurut ISO 3071. Batas massa spesimen dan waktu ekstraksinya:

$$m = 2{,}00 \pm 0{,}05\ \text{g}, \qquad t = 120 \pm 5\ \text{menit}$$

Dua spesimen ditimbang 2,03 g dan 1,93 g (angka latihan). Spesimen kedua berada di luar rentang 1,95 sampai 2,05 g, sehingga dipotong ulang menjadi 1,98 g. Ekstraksi dalam 100 mL kalium klorida 0,1 mol/L dimulai pukul 09.10 dan dihentikan pukul 11.12, yaitu 122 menit, masih di dalam batas. pH ekstraknya 8,2 dan 8,4 (angka latihan), keduanya di atas target pH kain 6 sampai 7. Pemeriksaan berikutnya mengikuti pola pH bilas akhir terlalu tinggi: penetral benar-benar keluar, bilasan dan peras antara berjalan, dan alkali cuci utama tidak berlebih. Hasilnya dicatat dengan nomor batch handuk itu.

Salah tafsir yang sering muncul

Salah tafsir pertama adalah menganggap kompensasi suhu pada pH meter membuat sampel panas dapat dibandingkan dengan target. Kompensasi itu mengoreksi elektrode, bukan kimia larutan.

Salah tafsir kedua adalah menganggap pH tinggi berarti cadangan alkali cukup. Cadangan diukur dengan titrasi.

Salah tafsir ketiga adalah memakai strip untuk koreksi dosis kecil. Strip hanya menunjukkan daerah pH.

Salah tafsir keempat adalah menilai residu kain dari air buang bilas akhir saja. Kain dapat menahan residu yang tidak tampak di air buang.

Hubungan dengan bab lain

Bab 8 · Kimia memberi dasar pH dan konsentrasi. Bab 1 · Data & Pengukuran memberi dasar kalibrasi dan ketidakpastian yang dipakai untuk pH meter. Bab 1 · Air & Pengolahan Air memberi dasar pengambilan sampel air yang mewakili. Di rak Laundry, bab ini mengukur kondisi yang ditetapkan bab air, kimia pembersih, enzim, dan oksidator, serta menjadi sumber data bagi bab arsitektur program, katalog gejala, dan konsistensi operasi.

Latihan dan pembahasan

Tuliskan rumus, satuan, dan asumsi yang dipakai. Angka dalam soal adalah data latihan.

1. Kalibrasi dengan penyangga pH 7 dan 10 memberi −20 mV dan −174 mV pada 25 °C. Hitung kemiringan, persentasenya terhadap nilai teoretis, dan titik nolnya. Apakah elektrode layak menurut contoh batas pada bab ini, dan apa tindakannya?
2. Larutan dengan konsentrasi ion hidroksida 0,005 mol/L diukur pada 25 °C dan 75 °C. Perkirakan kedua pembacaan pH dengan $\text{p}K_w$ 13,99 dan 12,70.
3. Sampel 100 mL dititrasi dengan asam sulfat 0,02 N: 4,0 mL sampai pH 8,3 dan 10,0 mL sampai pH 4,5. Hitung P, M, dan jenis alkalinya.
4. pH bilas akhir terbaca 8,5 selama tiga hari berturut-turut. Susun urutan pemeriksaan sebelum dosis penetral dinaikkan.
5. Seorang operator mengukur pH cuci utama dengan strip dan membaca "sekitar 11", lalu menaikkan dosis alkali 10%. Apa kelemahan keputusan ini?
6. Tamu hotel mengeluhkan gatal setelah memakai handuk. Susun rencana pengukuran untuk memeriksa residu, dari yang cepat sampai yang baku.

Kunci jawaban beralasan

1. $s = (-174 - (-20))/3 = -154/3 \approx -51{,}3$ mV/pH, sekitar 87% dari 59,16. Titik nol −20 mV. Kemiringan dan titik nol sama-sama di luar contoh batas baik (−60,5 sampai −58,0 mV/pH dan −15 sampai +15 mV). Elektrode tidak dipakai untuk keputusan dosis: bersihkan menurut petunjuk pabrikan, kalibrasi ulang dengan penyangga baru, dan ganti bila hasilnya tidak pulih. Pengukuran sejak kalibrasi baik terakhir ditinjau ulang.
2. pOH $= -\log 0{,}005 \approx 2{,}30$. Pada 25 °C, pH $\approx 13{,}99 - 2{,}30 = 11{,}69$. Pada 75 °C, pH $\approx 12{,}70 - 2{,}30 = 10{,}40$. Selisih sekitar 1,3 satuan hanya karena suhu, dengan anggapan konsentrasi hidroksida dan aktivitas tidak berubah.
3. $P = 4{,}0 \times 0{,}02 \times 50.000/100 = 40$ mg/L dan $M = 10{,}0 \times 0{,}02 \times 50.000/100 = 100$ mg/L. Karena $P < M/2$, karbonat $= 2P = 80$ mg/L dan bikarbonat $= M - 2P = 20$ mg/L, tanpa hidroksida. Dengan karbonat 0,8 mmol/L dan bikarbonat 0,4 mmol/L, pH-nya sekitar $10{,}33 + \log 2 \approx 10{,}6$. Bila ini sampel cuci utama, pH dan cadangannya di bawah target 11–12. Adanya bikarbonat menunjukkan sebagian alkali sudah bereaksi dengan asam dari kotoran atau karbon dioksida; soda abu saja tidak menghasilkan bikarbonat.
4. Pastikan pengukuran benar: kalibrasi pH meter dan suhu sampel. Lalu periksa apakah penetral benar-benar keluar pada tahap bilas akhir dengan verifikasi dispenser, apakah peras antara dan bilasan berjalan sesuai program, dan apakah pH atau dosis alkali cuci utama berlebih. Dosis penetral dinaikkan hanya bila semua itu normal.
5. Strip tidak cukup teliti untuk koreksi 10%, tidak diketahui apakah sampel diukur panas, dan pH tidak menunjukkan cadangan alkali. Keputusan yang lebih kuat memakai pH meter terkalibrasi pada sampel yang didinginkan, bila perlu disertai titrasi alkalinitas.
6. Mulai dari pemeriksaan cepat: strip pada handuk basah dan uji tetes daya serap. Bila ada tanda residu, lakukan pH ekstrak menurut ISO 3071 pada handuk dari beberapa batch, dan bandingkan dengan pH bilas akhir serta log dosis penetral dan pelembut. Hasilnya dicatat bersama nomor batch agar dapat ditelusuri ke program yang dipakai.

Referensi